27. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Дайте визначення потоку магнітної індукції.

У 1831 р. Фарадеєм було встановлено, що у замкненому контурі при зміні потоку магнітної індукції через поверхню, обмежену даним контуром, виникає електричний струм. Це явище називається явищем електромагнітної індукції, а виникаючий струм індукційним струмом.

Потоком магнітної індукції через контур площею S називається фізична величина яка дорівнює скалярному добутку вектора магнітної індукції В на площу даного контуру:

,

де  - кут між вектором В і нормаллю до площини контуру n. Одиницею вимірювання магнітного потоку є Вебер (Вб). 1 Вб дорівнює магнітному потоку, що проходить крізь контур площею 1 м², який встановлено нормально до ліній індукції однорідного магнітного поля, індукція якого дорівнює 1 Тл.

Закон електромагнітної індукції: ЕРС індукції, яка виникає в замкненому контурі під дією змінного магнітного поля, дорівнює швидкості зміни магнітного потоку крізь поверхню контуру:

.

Напрям індукційного струму визначається правилом Ленца: індукційний струм завжди має такий напрямок, щоб протидіяти причині, яка його викликала. Індукційний струм створює власне магнітне поле, яке прагне компенсувати ту зміну магнітного потоку, яка викликала індукційний струм.

28. Сформулюйте закон відбиття та закон заломлення світла. Як визначається абсолютний та відносний показники заломлення речовини?

Абсолютний показник заломлення середовища:

,

v – швидкість світла в середовищі, с – швидкість світла у вакуумі (с = 310⁸ м/c).

1 – падаючий промінь, 2 – відбитий промінь, 3 – заломлений промінь.

Закон відбиття світла:

падаючий промінь, відбитий промінь і перпендикуляр до границі розподілу двох середовищ, встановлений у точці падіння, лежать в одній площині, причому кут падіння (кут ) дорівнює куту відбивання (кут ^/).

Закон заломлення світла:

падаючий промінь, заломлений промінь і перпендикуляр до границі розподілу двох середовищ, встановлений у точці падіння, лежать в одній площині, причому кут падіння і кут заломлення зв'язані співвідношенням:

,

де n₂₁ – відносний показник заломлення двох середовищ,  - кут заломлення.

Відносний показник заломлення:, де v₁ та v₂ – швидкості світла у двох середовищах.

Речовини з більшим показником заломлення називають оптично більш густою, а з меншим оптично менш густою. При порівнянні повітря (n = 1) та води (n = 1,33), вода є оптично більш густою речовиною ніж повітря. При порівнянні скла (n = 1,5) та води (n = 1,33), вода є оптично менш густою речовиною ніж скло.

29. Зовнішній фотоефект. Сформулюйте закони фотоефекта. Рівняння Ейнштейна для фотоефекта.

Під дією електромагнітного випромінювання з поверхні металів вилітають електрони. Це явище називають зовнішнім фотоефектом. Електрони, що вилітають з речовини, називаються фотоелектронами, а струм, який вони утворюють в зовнішньому електричному полі, називається фотострумом.

Дослідним шляхом були встановлені наступні закони фотоефекту.

1. Максимальна початкова швидкість фотоелектронів визначається частотою світла і не залежить від його інтенсивності.

2. Кількість електронів, які вилітають з поверхні речовини за одиницю часу, пропорційна інтенсивності світла, і не залежить від його частоти.

3. Для кожної речовини існує червона границя фотоефекту, тобто мінімальна частота світла, при якій ще можливий фотоефект. Ця частота залежить від хімічної природи речовини і стану її поверхні.

Для пояснення отриманих експериментально законів фотоефекту Ейнштейн застосував створену їм в 1905 р. квантову теорію світла. Він припустив, що світло випромінюється, розповсюджується і поглинається у вигляді окремих порцій енергії – квантів електромагнітного випромінювання. Для монохроматичного випромінювання всі кванти мають однакову енергією h (h – стала Планка,  - частота світла). Процес поглинання світла речовиною зводиться до того, що кванти віддають всю свою енергію частинкам цієї речовини.

Відповідно до закону збереження енергії

,

де А – робота виходу електрона з металу (визначається з таблиць для кожного металу), - кінетична енергія фотоелектрона. Це рівняння вперше було запропоновано Ейнштейном і носить назву рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.

Частота ₀, яка відповідає червоній границі фотоефекту, дорівнює:.

Вона залежить тільки від величини роботи виходу електрона, тобто від хімічної природи металу і стану його поверхні.